一种超长铜锡合金微细丝材的制备方法与流程

本发明涉及金属加工的，具体涉及一种超长铜锡合金微细丝材的制备方法。

背景技术：

1、铜锡合金是一种高强度、高导电的铜合金材料，兼具优越的弯曲、扭转、抗疲劳、耐热等综合性能，因此铜锡合金微细线广泛的应用于新能源汽车、无人机和智能机器人、载人航天、探月工程、卫星导航等领域。随着科学技术的发展，高新科技领域对铜锡导线的力学-电学性能提出了更高的要求，需要铜锡合金导线在保证导电率的同时提高力学性能；目前，铜锡合金丝材加工过程中并未完全消除合金连铸时出现的铸态组织，使得加工的丝材组织不均匀，导致丝材的力学性能、导电性不一致，影响丝材性能的稳定性，并且严重降低后续微细丝材的连续生产能力，大大降低了产品的质量与生产效率。

2、公开号为cn116411202a，公开了一种铜锡合金线材及其制备方法，该方法通过添加镧、硼、锆等元素进行除杂和细化晶粒，但是该方法采用热锻加工铸锭，生产效率不高，且在加工过程中存在易氧化的问题。公开号为cn107904434b，公开了一种超细超长铜合金丝及其生产方法，该方法采用定向凝固技术加工出铜锡合金丝材，使得铜锡合金丝材的抗拉强度＞800mpa，导电率＞70％iacs，且能够达到单根长度大于3万米的细丝累计占总数的比例不低于80％，但是该方法直接将连铸的铜锡合金棒材退火后拉拔成型，并未完全消除铸态组织缺陷，使得铜锡合金丝材的强度和加工性能都还有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种超长铜锡合金微细丝材的制备方法，所述铜锡合金微细丝具有高抗拉强度、高导电性，解决了连铸时出现的铸态组织，使丝材拉拔时不易断线，具备连续生产的能力，提高生产效率。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、超长铜锡合金微细丝材的制备方法，包括以下步骤：

4、1）称取重量百分含量为99.4-99.9%铜、0.1-0.6%锡，熔炼成铸锭；

5、2）将铸锭连铸成铜锡合金杆；

6、3）将铜锡合金杆进行多道次冷旋锻，当铜锡合金杆的变形量达到65％-75％时进行热处理，通入保护气氛，加热至450-550℃，保温40-80min，冷却至室温，得到铜锡合金丝棒材；

7、4）将铜锡合金丝棒材进行多道次拉拔为铜锡合金微细线。

8、步骤1）所述熔炼在真空炉中，真空度≤5.0×10-2pa，加热温度为1100℃-1300℃，保温时间为2-3h，随炉冷却。

9、步骤2）所述连铸在下引式连铸炉中，真空度≤5.0×10-2pa，充入氩气，加热温度为1150℃-1250℃，保温时间为20-40min，下引连铸的引杆速度为100-200mm/min，下引连铸的冷却水温度为20-35℃，冷却水流量为25-40l/min。

10、步骤2）所述铜锡合金杆的直径为8-12mm。

11、步骤3）所述冷旋锻的每道次变形量为15％-25％。

12、步骤3）所述保护气氛为氩气。

13、步骤3）所述铜锡合金丝棒材的直径为4mm-6mm。

14、所述步骤4）当铜锡合金丝棒材的直径≥2mm时，拉拔的每道次变形量为15％-25％，拉丝速度为10-30m/min；当0.5mm≤铜锡合金丝棒材的直径＜2mm时，拉拔的每道次变形量为10％-15％，拉丝速度为50-200m/min；当铜锡合金丝棒材的直径＜0.5mm时，拉拔的每道次变形量为5％-10％，拉丝速度为200-400m/min。

15、本发明的有益效果包括以下内容：

16、（1）本发明所述方法采用熔炼母合金铸锭结合真空竖引式连铸解决了铜锡合金铸造过程中成分偏析的情况，并避免了合金中卷入夹杂物、气体等杂质缺陷；

17、（2）本发明采用多道次冷旋锻及热处理消除在连铸过程中形成的铸态组织，使铜锡合金晶粒破碎，形成均匀细小的组织，为丝材提供一定的细晶强化作用，提高了丝材的抗拉强度和导电率，且由于组织细小均匀，在丝材微细丝拉拔过程中组织协调变形不易断线，连续加工能力优，生产效率高。

18、申请人的实验表明：采用本发明所述方法，制备出的超长铜锡合金微细丝材，导电率＞82％iacs，抗拉强度＞1000mpa，拉拔时不易断线，铜锡合金微细丝拉拔0.03mm的单根长度达到30万米的累计占总数比例≥85％，拉拔的单根长度远远大于背景技术中提到的3万米，极大提高了成品率，具备连续生产的能力，有利于后续分装、绞线等，用于导线的产业化实施和应用。其中制备出的铜锡合金微细丝性能能够达到抗拉强度1020mpa，导电率为83.2％iacs。

技术特征：

1.一种超长铜锡合金微细丝材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）所述熔炼在真空炉中，真空度≤5.0×10-2pa，加热温度为1100℃-1300℃，保温时间为2-3h，随炉冷却。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述连铸在下引式连铸炉中，真空度≤5.0×10-2pa，充入氩气，加热温度为1150℃-1250℃，保温时间为20-40min，下引连铸的引杆速度为100-200mm/min，下引连铸的冷却水温度为20-35℃，冷却水流量为25-40l/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述铜锡合金杆的直径为8-12mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述冷旋锻的每道次变形量为15％-25％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述保护气氛为氩气。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述铜锡合金丝棒材的直径为4mm-6mm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4）当铜锡合金丝棒材的直径≥2mm时，拉拔的每道次变形量为15％-25％，拉丝速度为10-30m/min；当0.5mm≤铜锡合金丝棒材的直径＜2mm时，拉拔的每道次变形量为10％-15％，拉丝速度为50-200m/min；当铜锡合金丝棒材的直径＜0.5mm时，拉拔的每道次变形量为5％-10％，拉丝速度为200-400m/min。

技术总结一种超长铜锡合金微细丝材的制备方法，包括以下步骤：1）称取重量百分含量为99.4‑99.9%铜、0.1‑0.6%锡，熔炼成铸锭；2）将铸锭连铸成铜锡合金杆；3）将铜锡合金杆多道次冷旋锻，当铜锡合金杆的变形量达到65％‑75％时热处理，得到铜锡合金丝棒材；4）将铜锡合金丝棒材多道次拉拔为铜锡合金微细线。所述铜锡合金微细丝通过冷旋锻改变了连铸时出现的铸态组织，使丝材组织均匀、细小，具有高抗拉强度和高导电性，且拉丝过程中组织协调变形，不易断线，丝径为0.03mm时，抗拉强度＞1000MPa，导电率＞82%IACS，细丝单根长度达30万米累计占总数的比例不低于85％，生产效率高，连续加工能力优。技术研发人员：钟明谣,孙玲,唐会毅,梁爽,肖雨辰,王云春,万伟建受保护的技术使用者：重庆材料研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2